Поиск по сайту

Составляющие радиационного баланса и теплоэнергетическая изменчивость природных комплексов.

Составляющие радиационного и теплового балансов природных комплексов пространственно неоднородны, так как зависят от многих свойств атмосферы и подстилающей поверхности.
В зависимости от соотношения приходно-расходных составляющих значение радиационного баланса бывает положительным, если поверхность поглощает больше радиации, чем отдает (поток направлен к поверхности ландшафта), и отрицательным, если поверхность поглощает радиации меньше, чем отдает (поток направлен от поверхности ландшафта в атмосферу).
Суммарная солнечная радиация (Q) служит приходной частью радиационного баланса. Величина приходящей к поверхности суммарной радиации зависит от угла падения солнечных лучей и продолжительности освещения, а также от состояния атмосферы — облачности, характера облаков, влажности, запыленности и т. д. Летом в умеренных широтах изменения величины Q с широтой сравнительно малы, так как различия в высоте солнца компенсируются продолжительностью освещения. Зимой эти изменения более заметны.
Различия в количестве поступающей суммарной радиации хорошо выражены даже Между небольшими природными комплексами и морфологическими частями ландшафта. Эти различия связаны с положением на элементах рельефа, относительно водоемов и т. д. Горизонтальные поверхности и склоны, неодинаково ориентированные по отношению к солнцу и имеющие разную крутизну, из-за различия углов падения солнечных лучей и времени освещения прямым светом получают неодинаковое количество суммарной радиации. На понижения рельефа, например, из-за повышенной здесь влажности, поступает меньше Q, чем на более сухие участки. Наиболее яркие различия наблюдаются между неодинаково ориентированными склонами, особенно в количестве приходящей прямой радиации, доля которой в ясные безоблачные дни может составлять 80-90% суммарной радиации. Поло-
жение на разноориентированных плоскостях рельефа как бы удаляет эти участки друг от друга на расстояние до 1500 км по меридиану. По крутым склонам Подобные сравнения обнаруживают еще большие контрасты — северные склоны получают столько прямой радиации,-сколько южные, отстоящие от них на 40-45° по широте (Щербаков, 1979). Это значит, что крутой южный склон на севере Псковской области по поступлению прямой радиации равен северному склону на 15-й параллели (на тот и другой склон приходится около 130 ккал/см2 в год). Таким же образом почти одинаковое количество прямой радиации поступает за год на крутые северные склоны в районе тропика и на южные — в районе полярного круга…
В связи с затененностью склонов определенной экспозиции и некоторых низин, они какое-то время не получают прямого света, особенно при низком положении солнца. Это приводит к различиям в соотношении прямого и рассеянного света, а также в спектральном составе света, поступающего в различные природные комплексы. Наиболее тесно с подстилающей поверхностью связана ее отражательная способность (альбедо). Отличия в характере подстилающей поверхности, влияющей на величину альбедо, в свою очередь подчеркивают различия литогенной основы и увлажнения природных комплексов (таблицы 2,3).
Радиационный баланс в целом также неоднороден для ограниченных территорий, как и его составляющие. Причиной различий величины радиационного баланса природных комплексов являются геофизические свойства литогенной основы ландшафтов, а также обусловленные ими увлажнение и растительный покров.
Основной расход радиационного тепла на поверхности ландшафта связан с затратами тепла на испарение. В среднем на это идет около 80% величины радиационного баланса. В течение суток величина испарения может быть равна нулю или иметь положительный или отрицательный знаки. Если воздух над конкретной поверхностью насыщен водяным паром и охлаждается, то из него выпадает часть влаги в виде росы,
инея или тумана. При этом выделяется тепло в количестве около 0,6 ккал на 1 г сконденсированной воды. Это тепле составляет существенную величину в приходной части теплового баланса ландшафтов. В умеренных широтах испарение идет в основном днем.
Величина испарения с открытой водной поверхности ограничивается наличием тепла, а с поверхности суходола • еще и наличием влаги. С уменьшением запасов воды в природных комплексах испарение уменьшается и может даже прекратиться, если вся влага, доступная для испарения, будет исчерпана. Одновременно с поверхностью воды и почвы в процессе испарения активное участие принимают растения. Они продуктивно испаряют подаваемую по проводящим сосудам влагу к устьицам листьев. При благоприятных условиях с поверхности листьев испаряется (транспирируется) почти столько же воды, сколько с открытой водной поверхности.
Таким образом, транспирируемая растениями влага может составлять существенную долю в суммарном испарении. Геофизические свойства литогенной основы ландшафтов влияют на перераспределение влаги по территории и на ее запас в конкретных комплексах. От этих свойств зависит также влагоемкость почв, способность их к капиллярному поднятию влаги и т. п. От свойств литогенной основы зависит величина радиационного баланса геосистем. Литогенная основа ландшафтов в целом обусловливает количество испаряющейся влаги и затрат тепла на испарение. В свою очередь растительный покров также влияет на эти показатели. Известна сравнительно большая транспирационная способность многих ценозов естественной растительности. Другие ценозы, напротив, выработали приспособления для уменьшения транспирации и сохранения влаги (например, черты ксероморфизма у некоторых растений верховых болот).
Известно, что по сравнению с минеральными почвами болота более подвержены заморозкам вследствие меньшей
болот к понижениям рельефа, где застаивается холодный воздух. Вероятность заморозков и их продолжительность на осушенных болотах большие, чем на неосушенных, вследствие ухудшения тепловых свойств верхнего слоя болот после осушения. Поэтому важным моментом борьбы с заморозками является повышение теплопроводности и увеличение теплоемкости поверхностного слоя почвы. Улучшению тепловых свойств почвы способствуют ее окультуривание , пескование и повышение влажности в ее поверхностном горизонте.
С точки зрения сельскохозяйственного освоения торфяные почвы являются холодными, даже более холодными, чем глинистые почвы. Весной болотные почвы очень медленно прогреваются и оттаивают. Режим промерзания и оттаивания болот, кроме гидрометеорологических факторов, в значительной мере зависит от водных и тепловых свойств их деятельного слоя. Увлажнение почв ведет к снижению их отражательных свойств, чем изменяет тепловой режим деятельной поверхности. По данным О. Vaartaja (1954), полученным в южной тайге Финляндии, при ясной погоде влияние степени почвенного увлажнения следующим образом отразилось на температурах поверхности почв.
В июльский полдень температура воздуха на открытой площадке лесного участка на высоте 1,8 м была 20е. В то же время на верховом болоте (на расстоянии 200 м от указанной точки), на поверхности сухого осоково-сфагнового торфа, удаленного из дренажной канавы, температура достигала 61е. На увлажненном участке такого торфа, расположенном немного ниже, на расстоянии 1 м, температура составляла 31 °. В другом случае полуденные температуры распределялись следующим образом:
1.  Двухсантиметровый слой торфа с сухой поверхностью                                                                               63е
2.  Влажный песок под слоем торфа                                   20°
3.  Сухой песок                                                                          51"
4.  Воздух на высоте 1,8 м                                                      26е Из приведенных данных видно,  что температурная из-
менчивость в пределах однородного субстрата ( в первом случае болотного — торфа, во втором — песка) в зависимости от разной степени увлажнения может достигать 30-31°. Такие различия могут наблюдаться и при разных уровнях залегания грунтовых вод, обеспечивающих или не обеспечивающих подпитку верхних горизонтов почвы в сухой период. Различие температур на 12° между сухими поверхностями торфа и песка можно объяснить их разной отражательной способностью и теплопроводностью.
Изменение отдельных компонентов теплового или водного баланса природных комплексов приводит к формированию в них различий метеорологических элементов. Так, переувлажненные геосистемы, где происходит интенсивное испарение и, в связи с этим, существенный расход энергии, как правило, оказываются менее теплообеспеченными, чем сухие объекты, где преобладает турбулентное нагревание.

Эффективное продвижение мобильных приложений.

Страницы: 1 2 3

Этой темы так же касаются следующие публикации:
  • Понятие о литогенной основе ландшафтов.
  • Роль снежного покрова
  • Влияние рельефа на геофизические свойства ландшафтов.
  • Геофизические свойства почвенного покрова
  • Интересное